بررسی تاثیر ترکیب شیمیایی و دمای تف جوشی بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت SiC-۵TiB۲ تقویت شده توسط گرافن کوانتوم دات با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی

هدف از این تحقیق، ساخت و بررسی خواص نانوکامپوزیت های SiC-۵TiB۲ تقویت شده با نانوذرات گرافن کوانتوم دات به روش ساخت تف جوشی بدون فشار می باشد. بدین ترتیب مواد اولیه SiC، TiB۲ و گرافن کوانتوم دات در ابعاد نانومتری مورد استفاده قرار گرفتند. ابتدا پیش از انجام هرگونه اقدامی، با استفاده از نرم افزار Minitab ۱۴ طراحی نمونه های آزمایشی صورت گرفت. طراحی با روش تاگوچی مطابق با آرایه L۹ انجام شد و پارامترهای میزان تقویت شونده گرافن کوانتوم دات در سه سطح ۰/۲ و ۰/۶ و ۱ درصد وزنی و دمای تف جوشی در مقادیر ۲۰۰۰، ۲۱۰۰ و ۲۲۰۰ درجه سانتی گراد تعریف شدند. فرآیند تف جوشی در دماهای مشخص در اتمسفر آرگون به مدت زمان دو ساعت انجام شد. در ادامه، آنالیزهای پراش اشعه ایکس، طیف سنجی رامان، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز صورت گرفت. همچنین از آزمون های تعیین چگالی، میکروسختی و چقرمگی شکست به منظور بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی استفاده شد. ریز ساختار نمونه ها نیز با هدف بررسی مکانیزم های چقرمگی شکست مورد بررسی واقع شدند. نتایج نشان داد که پارامتر میزان تقویت شونده در رده اول تاثیر گذاری و دمای تف جوشی در رده دوم قرار دارد و بهترین نتایج در نمونه با مقدار ۰/۶ درصد وزنی گرافن کوانتوم دات و دمای تف جوشی ۲۱۰۰ درجه سانتی گراد حاصل شده است که میزان سختی و چقرمگی شکست دراین نمونه به ترتیب ۲۷/۷ گیگاپاسکال و MPa.m۱/۲ ۳/۳ به دست آمد.

کلیدواژه ها:

کاربید سیلیسیم ، گرافن کوانتوم دات ، نانو کامپوزیت SiC-۵TiB۲ ، تف جوشی ، تاگوچی